高速公路设计全程

1、山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 1 前言 .4 1.概述 .6 1.11.1 设计任务依据及概况设计任务依据及概况.6 6 1.1.1 设计标准 .6 1.1.2 总体设计原则 .7 1.1.3 沿线筑路材料、水、电等建设条件及与公路建设的关系 .7 1.1.4 与周围环境和自然景观协调情况 .8 2、确定公路等级和技术指标 .9 2.12.1 公路等级的确定：公路等级的确定：.9 9 2.22.2 公路技术指标的选用：公路技术指标的选用：.1010 3、线形设计 .11 3 31 1 平面线形设计平面线形设计 .1111 3.1.1 选线 .11 3.12 定线 .16 3.

2、1.3 平面线形组成设计 .17 314 平曲线的计算 ：.21 3 32 2 纵面线形设计：纵面线形设计： .2525 321 纵断面设计的要求及注意事项 .26 322 纵断面设计方法步骤及注意事项.29 323 纵断面图的绘制.31 324 竖曲线的设计计算：.31 3 33 3 横断面设计横断面设计 .3232 331 横断面设计的要求 .32 332 横断面设计时应收集的资料有： .33 333 路基横断面的绘图步骤 .33 334 填挖面积计算.33 335 平曲线加宽 .33 4路基设计： .33 4 41 1 土石方数量计算：土石方数量计算：.3333 4.1.1 路基设计表：

3、 .34 4.1.2 路基土石方计算： .34 4.1.3 路基设计的一般要求： .34 4.1.4 路基横断面布置说明 .35 4.1.5 一般路基的设计原则、依据和路基设计说明 .35 4.1.6 路基压实标准、压实度的说明 .36 4.24.2 路基排水系统综合设计路基排水系统综合设计.3636 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 2 4.2.1 一般原则 .36 4.2.2 综合排水设计 .37 4.2.3 路基排水设计 .37 5 路面设计 .37 5.15.1 设计步骤设计步骤.3838 5.1.1 轴载分析 .38 5.1.2 结构组合与材料的选取 .38 5.1.3

4、 土基回弹模量的确定 .39 6.小桥涵设计 .48 6.16.1 位置的选择位置的选择.4848 6.26.2 小桥涵型式的选择小桥涵型式的选择.4949 6.2.1 结构类型的选择 .49 6.2.2 洞口型式的选择 .49 6.2.3 基础埋置深度、涵深坡度及铺砌 .50 6.2.4 沿线桥梁、涵洞分布情况 .50 7.平面交叉设计 .50 7.17.1 交叉口组成要素交叉口组成要素.5050 7.1.1 交叉口范围 .50 7.1.2 交叉口的交叉道路 .51 7.1.3 交叉口驶入段与驶出段 .51 7.1.4 交通岛 .51 7.27.2 交叉口设计的基本要求和内容交叉口设计的基本

5、要求和内容.5151 7.2.1 基本要求 .51 7.2.2 主要内容 .52 7.37.3 交叉口的类型及其适用范围交叉口的类型及其适用范围.5252 7.3.1 加铺转角式 .52 7.3.2 分道转弯式 .52 7.3.3 扩宽路口式 .53 7.3.4 环形交叉 .53 7.47.4 设计说明：设计说明：.5454 结 论 .55 致 谢 .55 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 3 前言 交通运输是联系工农业与其他行业、城市与乡村、生产与消费的纽带，是经 济建设的“先行官” ，在国家的政治、经济、军事、文化等方面，都占有不可忽 视的重要地位。公路是公路运输的基础设施，

6、公路建设是公路运输发展的主要标 志，它的建设是政府“强国富民”的一项重要措施。该公路是连接高庄与周庄两 地的重要道路，此公路的建成将会对两地区的经济发展起到不可替代的作用。 公路是现代化交通基础设施，只有保证整条线路在设计、施工、养护中的科 学管理，才能体现高速公路的整体性、系统性和科学性，才能发挥其快速、高效、 安全通畅的功能和优势。 日岚路北段是山东省交通“五纵连四横，一环绕成都市”公路网主骨架的重 要组成部分。 随着经济迅速的发展，特别是旅游经济的兴起，为山东经济发展 将起到巨大的推动作用。 该设计路线属于三级公路，设计速度 80Km/h，路基宽度 12 米，路面宽 7.5 米，设计路线

7、全长 4987m。平面设计共设交点 3 个，平曲线最大半径 1200m，最 小半径 760m。纵断面设计共设转坡点 2 个, 在设计中共设桥涵 3 处，平面交叉 1 处。 本次设计大致分为以下七部分： （1）根据设计任务书以及路线设计的总体规划标准，结合当地自然环境大 致选择车速，车道，公路等级以及各种系数，进行总体规划。 （2）根据已有的车辆参数计算交通量确定公路的等级和各技术指标。 （3）线形设计 平面线形设计，根据选线的基本原则及注意的事项，选择相应合适的路线走 向及各主要控制点，选定路线，其中要特别注意圆曲线和缓和曲线的运用；纵断 面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地

8、的自然条件以及工 程经济性等，确定纵面线形的竖向位置与形状， 以便达到行车安全、迅速、经 济与舒适的目的。纵断面设计中，拉坡时注意控制点的选择，坡长和坡度的限制 以及在线形组合中的原则（尤其“平包竖”原则），进行合理的纵断面设计；横 断面线形设计中进行“戴帽子” 。 （4）路基设计 （5）路面设计 路面设计中运用软件 HPDS2003A，根据相应的交通量及各种参数，设计路面 结构组成。 （6）小桥涵设计 在本次设计中有三处桥涵设置，以供排水。涵洞设计中考虑到配筋情况以及 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 4 涵洞样式的选择，本次设计中均用圆管涵。 （7）平面交叉设计 平面交叉设计

9、，即设计路线和原存在老路之间的平面交叉口的设置。平交口 设计中，根据两路的交叉角度（不得小于 45 度）和驶入驶出段的长度，选择合 适的交叉口形式。 路线的选择设计步骤大致以上 7 步，经过计算推导验证，完全符合国家规范 的要求，选择的这条路线是结合当地的政治，经济，交通，环境，旅游等实际情 况，经过综合考虑选定而成。设计的目的以及意义为方便该地区的交通条件，提 高生活节奏，加快该地区的经济作物的运输，促进该地区经济的发展。本路线完 全符合设计要求，可以启用。 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 5 1.概述 1.1 设计任务依据及概况设计任务依据及概况 根据公路工程毕业设计任务书

10、，进行本次施工图设计。 本次设计为高庄到周庄三级新建公路工程，工程起点在高庄，桩号为 K0+000，终点在周庄，桩号 K3+974.652，路线全长 3.974Km。本工程全线按三 级公路标准设计，根据沿线村镇的分布情况与周围环境相协调，进行合理设计。 1.1.1 设计标准设计标准 (1)主线设计标准 本工程是按交通部颁发的公路工程技术标准 （JTG B01-2003）规定的三级 公路标准设计，计算行车速度 40Km/h,其主要技术指标如下： 公路等级: 二级公路； 计算行车速度: 80 公里/小时； 路基宽度: 12 米 其中：行车道宽度： 23.75 米 土路肩： 20.75 米 路面宽度

11、: 26 米 (2)线形要素标准 平曲线半径： 一般最小半径： 400 米； 极限最小半径：250 米； 不设缓和曲线和超高最小半径：2500 米 纵坡： 最大纵坡：5 最小纵坡： 路堑或其他横向排水不畅地段不小于 0.3 最大坡长： 1100 米（坡度为 3时） 900 米（坡度为 4时） 700 米 （坡度为 5时） 500 米 （坡度为 6时） 竖曲线要素： 竖曲线最小半径：凸形一般最小半径/极限最小半径 4500/3000 米； 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 6 凹形一般最小半径/极限最小半径: 3000/2000 米； 竖曲线最小长度: 70 米 (3)桥涵设计标准

12、 桥涵宽度：与路基同宽； 桥涵设计荷载：公路级； (4)路面设计标准 路面设计标准轴载：100KN； (5)道路平面交叉标准 平面交叉路线尽可能为直线、并尽量正交。当必须斜交时，交叉角度应大于 45 度。平面交叉范围内的纵坡宜设置为平坡，当条件受限制时，纵坡不大于 3。 所有的平面交叉口采取严格的安全措施，设置了警告标志、指路标志、限速标志等， 在主要的交叉口还设置转弯车道。 1.1.2 总体设计原则总体设计原则 本工程为高庄到周庄公路的新建路段，根据公路工程技术标准 （JTG B01- 2003）的要求，交通量的预测情况及公路的使用功能，确定总体设计原则如下： (1)采用的技术标准必须满足公

13、路的使用任务、功能和远景交通量的需要。 (2)避免不必要的浪费，项目建设时应适当超前考虑。 (3)尽量利用老路及山地，以降低造价。 (4)沿线的中小城镇采取“离而不远，近而不进”的原则，通过人口稠密地区 时，在现有详细调查资料基础上，进行了多方案比较，尽可能减少房屋的拆迁量。 除考虑房屋拆迁外，对管线的避让和动迁在初步设计选线时也进行了重点考虑，并 作为线位的重要控制点。 1.1.3 沿线筑路材料、水、电等建设条件及与公路建设的关系沿线筑路材料、水、电等建设条件及与公路建设的关系 筑路材料主要包括路基填筑材料、路面材料、涵、以及防护工程等构造物用料。 路基填筑材料主要采用砂卵石、砂性土等，路面

14、、桥涵及防护工程等构造物用料主 要有石料（碎石、块片石） 、水泥、钢材、木材等。 (1)路基填筑材料 挖方路段开挖的土石方可以用于路基填筑需要，不足部分可在公路沿线征山开 采宕渣或征地用土来填筑。 (2)涵洞、及防护工程等构造物材料 骨料（碎石、块片石）：本工程道路沿线石料储藏丰富，取运方便，除可利用 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 7 现有石料场外，还可就近选择荒山自行开采。同时，挖方中的新鲜岩石，经加工后 也可用作骨料。 砂料、水泥、钢材、木材：由料场提供。 (3)电资源 沿线各乡镇均有自来水及变电系统，大部分路段具备通水、电的条件。 1.1.4 与周围环境和自然景观协调情

15、况与周围环境和自然景观协调情况 根据地形图，本工程附近没有风景点、文物保护点，对公路的选线没有影响。 本路段在选线时尽可能避开城镇和居民集中地段，距城镇“离而不远、近而不进” ， 沿山路段依托山势而行，与原有地形、地貌相配合，尽可能做到与周围环境和自然 景观相协调。 设计中尽可能做到土石方填挖平衡，对桥头路基边坡、高填方路基边坡及挖方 边坡部分采取浆砌防护措施，对沿河、沿塘路段全部采用浆砌防护的办法，防止水 土流失。 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 8 2、确定公路等级和技术指标 2.1 公路等级的确定：公路等级的确定： 根据 JTG B01-2003公路工程技术标准的规定，一

16、般能适应将各种汽车折 合成小客车的年平均日交通量为 2000-6000 辆的公路为三级公路，其远景设计年限 为 8 年，它是连接政治、经济、中心或大工矿区、机场等地的专供汽车行驶的公路。 (1)计算设计年标准车型的年平均日交通量为 NT公式为： NT=NiKi(1+) n-1 NT远景交通量 Ni某种车型的交通量 Ki 某种车型的折算系数，参见下表（交通量换算采用小客车为标准车型） 车型车辆折算系数说明 小客车 1.0 19 座的客车和载重量2t 的货车 中型车 1.5 19 座的客车和载重量2t7t 的货车 大型车 2.0 载重量7t14t 的货车 拖挂车 3.0 载重量14t 的货车 20

17、08 年统计，年平均昼夜交通量为： 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 9 （2）年平均增长率：8% 。 （3）本工程计划于 2010 年开工，工期 2 年。 年平均增长率 n公路使用期末年年份交通量统计年份 (2)计算远景设计年限年平均昼夜交通量 NT 计算说明如下： 解放 CA10B NT=3621.0（1+8%）16-1=1149 辆/昼夜 黄河 JN150 NT=2801.5（1+8%）16-1=888 辆/昼夜 黄河 JN162 NT=1172.0（1+8%）16-1=743 辆/昼夜 东风 EQ140 NT=5132.0（1+8%）16-1=3255 辆/昼夜 太脱拉

18、138 NT=352.0（1+8%）16-1=223 辆/昼夜 菲亚特 650E NT=2431.0（1+8%）16-1=771 辆/昼夜 交通 SH141 NT=2571.0（1+8%）16-1=816 辆/昼夜 远景交通量 NT=7845 辆/昼夜 计算可知，能够满足二级公路的交通量。应选用双车道二级公路，能适用将各 种汽车折合成小客车的年平均交通量 15000-30000 辆/昼夜，远景设计年限为 15 年， 计算行车速度为 80km/h。 ， 2.2 公路技术指标的选用：公路技术指标的选用： 根据沿线地形和自然条件，确定计算行车速度，选用相应的技术指标，结果如 车型车型车辆折算系数车辆

19、折算系数调查交通量调查交通量 解放 CA10B 1 310 黄河 JN150 1.5 240 黄河 JN162 2 100 东风 EQ1402 440 太脱拉 138 2 30 菲亚特 650E1.0208 交通 SH1411.0200 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 10 3、线形设计 31 平面线形设计平面线形设计 3.1.1 选线选线 (1)选线的依据： 道路选线就是根据路线的基本走向和技术标准，结合当地的地形、地质、 1 地物及其它沿线条件和施工条件等，选定一条技术上可行、经济上合理，又能符合 使用要求的道路中心线的工作。 选线是道路路线形设计的重要环节，选线的好坏直接

20、影响着道路的使用质 2 量和工程造价。选线是一项涉及面广、影响因素多、政策性和技术性都很强的工作。 (2) 选线的原则： 在路线设计的各个阶段，应运用先进的手段对路线方案进行深入、细致地研 1 究，在方案论证、比较的基础上，选定最优的路线方案。 路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小、造价 2 低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采 用较高的技术指标，不宜轻易采用低限指标，但也不应片面追求高指标。 选线应与农田基本建设相配合，做到少占耕地，注意尽量地不占高产田、 3 路基宽 度 （m） 公 路 等 级 地 形 计算 行车 速度 （km /h

21、） 行车 道 宽度 （m ） 一 般 值 变 化 值 极限 最小 半径 （m） 停车 视距 （m ） 最大纵坡 （%） 桥涵设 计车辆 荷载 二 级 平 原 803.7512 2501105 公路 级 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 11 经济作物物田或经济林园（如橡胶林、茶林、果园）等。 通过名胜、风景、古迹地区的道路，应与周围的环境、景观相协调，并适 4 当照顾美观。注意保护原有的自然生态环境和重要的历史 文物遗址。 选线时应对沿线的工程地质和水文地质进行深入的勘探，查清其对道路工 5 程的影响程度。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地 质地段和沙漠、

22、多年冻土等特殊地区、应慎重对待。一般情况下，路线应设法绕避； 当路线必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。 选线时应重视环境保护，注意由于道路修筑以及汽车运行所产生的影响与 6 污染等问题。 选线中具体应注意以下几个方面： A.路线对自然环境与资源可能产生的影响。 B.占地、房屋拆迁所带来的影响。 C.路线对城镇布局、行政区划、农耕区、水利排灌体系等现有设施造成分割，而产 生的影响。 (3)原则性方案比较 路线方案比较可分为质的比较和量的比较两个方面。原则性的方案比较，主要 是质的比较，多采用综合评价的方法，这种方法不是通过详细计算经济和技术指标 进行的比较，而是综

23、合各方面因素进行评比。主要综合的因素有： 路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的 1 要求，以及战备、支农、综合利用等重要方针的贯彻和体现程度。 路线在铁路、公路、航道等网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系以 2 及与沿线农田水利建设的配合及用地情况。 沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件对道路的影响；要求的路线等 3 级与实际可能达到的技术标准及其对路线的使用任务、性质的影响；路线的长 度、筑路材料的来源、施工条件以及工程量、三材（钢材、木材、水泥）用量、 造价、工期、劳动力等情况及其运营、施工、养护的影响等。 路线与沿线历史文物、革命史迹、旅行风景

24、区等的联系。 4 影响路线方案选择的因素是多方面的，而各种因素又多是互相联系、相互影响的。 路线在满足使用任务和性质要求的前提下，应综合考虑自然条件、技术标准和技术 指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，精心选择、反复比较，才能提出合 理的推荐方案。 (4)选线的一般方法 选定道路中选线的位置按具体作法不同可分为实地选线、纸上选线和自动化选线 三种。 实地选线 1 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 12 实地选线是由选线人员，根据设计任务书的要求，在现场实地进行勘察测量经 过反复比较，直接选定路线的方法。 该方法的优点是工作简便、符合实际；在实地容易掌握地质、地形、地物等 情

25、况，选出的方案切实可靠；一般情况下不需要大比例尺地形图。缺点是野外的 工作量很大，体力劳动强度高；野外测设工作受气候和季节的影响大。同时，由 于视野的局限性，加上地形、地物的影响，使路线的整体布局存在一定的片面性 和局限性。 适用范围：实地选线往往用于等级较低、方案比较明确的公路。 纸上选线 2 是在已经测得的地形图上，进行路线布局和方案比选，从而在纸上确定路线， 再到实地放线的选线方法。 这种方法的优点是野外工作量较小、测设速度快；测设和定线不受自然因 素干扰；能在室内纵观全局，结合地形、地物、地质等条件，综合考虑平、纵、 横三方面的因素，使所选定的路线更为合理。缺点是纸上定线必须要有大比例

26、 尺的地形图。地形图的测设需要较大的工作量和较多的设备。 适用范围：纸上选线多用于等级较高和地形、地物复杂的道路。 自动化选线 3 随着航测技术和电子计算机技术的迅速发展，产生了将航测和电算相结合的自 动化选线方法。 自动化选线的基本作法是：先用航测方法测得航测图片，再根据地形信息建立 数字地形模型（即数字化的地形资料） ，把选线设计的要求转化为数学模型，将设 计数据输入计算机，由计算机按照一定的程序进行自动选线、分析比较和优化，最 后通过自动绘图仪和打印机将全部设计图表输出。 自动化选线用电子计算机和自动绘图仪代替人工去做作大量而又繁重的计算、 绘图、分析比较工作，这样能使选择的路线方案更加

27、合理，而且节省了人力、物力 和时间，成为今后道路选线的发展方向。 (5)选线的步骤： 一条路线的选定是一项研究范围由大到小、工作深度由粗到细、工作方法由轮廓 到具体，逐步深入的工作。一般要经过以下三个步骤： 全面布局 1 全面布局是解决路线基本走向的工作。就是根据公路的技术等级、及其在公 路网中的作用，结合地形地物条件，在路线的起、终点及中间必须通过的控制点间 寻找可能通行的“路线带” ，并进而确定一些大的控制点，将其连接起来，即形成 路线的基本走向。 路线布局是关系到公路质量的根本性问题。因此，在选线中 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 13 首先应着眼于总体布局工作，解决好基

28、本走向问题。全面布局是通过路线视察、经 过方案比较来解决的。 逐段安排 2 逐段安排是在路线基本走向已经确定的基础上，再进一步加密控制点，解决 路线局部方案的工作。即在大控制点间，结合地形、地质、水文、气候等条件，逐 段定出中、小的控制点。逐段安排路线是通过踏勘测量或详测前的路线察看来解决 的。 具体定线 3 在所有的控制点间，根据技术标准、结合自然条件，综合考虑平、纵、横三 方面因素，反复穿线插点，具体定出路线位置的工作。这是一步更深入、更细致、 更具体的工作。具体定线在详测时完成。 (6)山岭重丘区选线特点： 局部方案多。由于山岭重丘区的山岗、谷地较多路线走向的灵活性大，可 1 行的线方案

29、一般比较多，一条路线的最终确定往往需要经过多方案的比较。 需要路线平、纵、横三方面相互协调、密切配合。由于山岭重丘区地形的 2 迂折和频繁起伏，平、纵、横三方面相互之间的约束和影响较大，若三者组合合理 以高线形技术标准。 路基形式以半填半挖为主。由于山岭重丘区的地形特点决定了路线所经地 3 面常有一定的横坡，但是横坡一般并不太陡，路线与农林用地和水利设施的矛盾较 大。为节约耕地，应采用半填半挖为主的路基形式。 山岭重丘区选线应结合地形合理选用技术指标，使平面适当曲折，纵面略 有起伏，横面稳定经济，线形指标的变化幅度较大，限既不象平原区一般多用高指 标，也不像山岭区多用接近低限指标。 (7)道路

30、选线与环境协调 道路与交通会对自然景观产生一定的影响，反之，自然景观也对道路和交 通有着重要作用。因此，道路建成后作为环境的一部分，在选线时，应考虑道路与 环境的相互关系，使道路线形与景观恰当地融合起来，既充实景观又使环境的造型 要素对司机的运行状态从心理学和生理学的角度产生良好的影响，以达到行车快速、 安全、舒适的目的。 道路线形的布置与环境相协调。 1 相协调有两方面的意义：其一是使道路建成后不破坏周围环境的自然美，同时 还要保护环境、减少对环境的不良影响（如噪音、空气污染等） ，特别是城郊和风 景区的道路。其二是道路布线要注意合理利用和改造环境，使行车有较好的景观， 为行车安全、舒适服务

31、。 线形设计应考虑美学上的要求。 2 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 14 路线的布设除了考虑地形、地物、地质等方面的因素外，还应考虑环境因素， 这些因素包括两方面。一是自然环境，如水情、森林、农业、野生生物、特殊生态、 土地利用等因素；二是社会环境，如当地的经济发展情况、噪声、公用设施、文物 古迹、游览风景等因素。 由此可见，路线设计不仅是几何形状和位置的问题，还应包括有视觉效果， 心理状态及景观的变化规律等问题。因此，公路除了几何线形设计外，还应有景观 设计。公路景观设计的内容很多，它主要包括：公路的立体线形和构造物形状及色 调；公路与周围景观协调设计两方面。其基本要求是：

32、通视良好、诱导视线、景观 协调、展现建筑风格等。 (8)道路与景观协调的要点 为使道路与环境协调，选线时应注意如下问题： 充分利用自然环境，应尽可能少地破坏道路周围的地貌、地形、天然林 木建筑 1 物等。一般情况下应避免高填深挖。设计出与地形和环境相适应的、顺着地面的 优美线形，对于高等级公路必要隧道、挡土墙和高架桥等办法来减轻道路对自然 环境的损害。 平、纵线形的组合必须注意与路线所经地区的环境相配合。选线时注意充分利 2 用周围的景物，以克服行车的单调感。公路周围的景物和艺术建筑、孤山、湖泊、 大树丛、突出建筑物（如水坝、高烟囱、水塔、纪念碑）等，以消除景观单 调感，较好的调节驾驶员的视线

33、、减少疲劳作用。 注意道路与水域的协调。靠近水域的道路，应注意保留沿岸的绿化，并使其与 3 水域有适当的空间，并注意通过细致处理，能在公路上眺望一定的水域景观。 当道路以挖方穿越山脊或通过林区时，路线应尽量布设成曲线，以顺应地形的变 4 化和保持自然景观的连续。 应根据技术和景观的要求，合理选定构造物的造型和高度，在有条件时，放缓 5 边坡或将边坡的边坡地变坡点修整圆滑，让其更加接近于自然地面，使道路与大 自然有机的融为一体。 道路两侧的绿化应避免形式上的单一，应将绿化作为诱导视线、点缀风景以及 6 改造环境的一种措施和艺术。当道路通过森林区，注意道路和森林相结合，并应 符合森林保护和养护及有

34、关法规的要求，尽量避免直穿；当必须穿越森林时，应 优先选用曲线为主体的线形，平原区一般多用高限指标，也不象山岭区多用接近 低限指标。 (9)选择最佳路线方案： 收集与路线方案有关的规划、计划、统计资料及各种比例尺的地形图，地形图及 1 水文、地质，气象等资料。 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 15 路线总方向和公路等级，先在小比例尺的地形图上，研究各种可能路线方向，进 2 行各种方案的比选，提出应进行的勘察的方案。 按室内研究提出的方案连同在现场查勘发现的新方案，坚持深入调查研究。 3 整理汇总现场勘测成果，为编制或补充修改计划任务书提供依据。 4 3.12 定线定线 (1)定

35、线依据：根据已定的技术标准和路线方案，结合有关条件，从平面、纵 断面和横断面综合考虑、具体定出道路中线 (2)定线步骤： 分段安排路线：在选线布局定下的控制点间，沿拟订的方向。用试坡方法粗 1 略定出沿线应穿越、避让的中间控制点，定出路线的轮廓方案。 放坡：纵坡的安排和选择，应考虑标准要求，如最大纵坡、合成坡度、 2 缓坡段等，并力求两控制点间的坡均匀，越岭线不应设反坡，各段应结合地形选用， 尽可能不用极限值，也不应太缓，以接近控制点间平均坡度为宜。放坡时要估计平 曲线的大致位置和曲线半径，以便考虑折减。 修正导向线：坡度点是概略的路基设计标高，线位应放在路基稳定和经济点 3 上，这就需要按横

36、断要求在实地定出最合适的中线位置并插上标志。 穿线交点：穿线即在上述坡度点和修正导线线间进行实地穿线，以满足平面 4 线的要求，因而穿线时应尽可能多地穿过或靠近这些特征点，使平、纵、横三方面 协调配合得当。即穿出与地形想适应的若干直线，相邻两直线的交点，从而获得整 条路线的导线。 设置平曲线：设置平曲线的主要问题是拟定平曲线半径，应根据技术标准和 5 交点实际情况拟定。一般情况下，应选用大于标准所规定的一般最小半径，只 有当受地形、地物或其他条件限制时，方可采用小于一般最小半径。不要轻易采用 极限最小半径，同时还要考虑弯道前后线形标准的协调。 3.1.3 平面线形组成设计平面线形组成设计 (1

37、)平面线形组成要素 平面线形主要组成要素为直线、圆曲线、缓和曲线。路线线形设计理论要点为 线形与地物景观相协调，与交通量相协调，与计算行车速度和实际行车速度相协调， 与平、纵、横面设计相协调，与相邻路段的线形相协调。 (2)线形设计一般原则： 线形与地形、地物相适应。 1 线形应是连续的，必须避免线形的突变。 2 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 16 线形组合的各种技术标准，应符合相应技术等级的有关规定。 3 (3)直线的特点 直线的优点 1 作为平面线形要素之一的直线，在公路和城市道路中的使用最为广泛，当地势 平坦、地物障碍较少时，定线人员往往首先考虑使用直线线形通过。这是因

38、为两点 之间的连接长度以直线最短；汽车在直线上行驶时受力简单、方向明确，驾驶操作 容易；同时，路线测设简单、方便。基于直线的上述优点，在各种线形工程中都有 着其独特的地位。 直线的缺点 2 直线线形灵活性差，难以与地形、地物等周围的环境相协调；过长的直线易使 驾驶人员感到单调、疲倦、注意力难以集中；直线路段上难以准确目测车辆之间的 距离；长直线上容易导致高速行车，引发交通事故等。因此，在运用直线线形和确 定其长度时，需要持谨慎的态度，尽量不采用过多和过长的直线线形。 (4)直线的运用 适宜采用直线的路段 1 为了更好地与环境相协调、节约耕地和工程造价以及保证必要的视距 条件，通常情况下平面线形

39、适宜采用直线的地段有： A.不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地； B.市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区； C.长大的桥梁、隧道等构造物路段； D.路线交叉点及其前后； E.为双车道公路提供超车的路段。 长直线路段的注意事项 2 在平面线形设计中，当采用了长直线时，应结合沿线的具体情况采取相应的技 术措施，以弥补景观单调的缺陷，并需要注意以下事项： A.长直线上纵坡不宜过大，因为长直线与下陡坡相重合的路段更容易导致高速 图 3.2.1 同向与反向曲线 a）同向曲线 b）反向曲线 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 17 行驶。 B.长直线尽头的平曲线半径

40、应尽量大一些，以保证线形的连续性，除了保证曲 线超高、视距等符合相应的规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等必 要的安全措施。 C.为了缓和长直线带来的呆板，长直线宜与大半径凹形竖曲线组合为宜。 D.道路两侧地形过于空旷时，宜采取不同的植被条件或设置建筑物、雕塑、广 告牌等各种措施，以改善单调的景观。 直线长度的限制 3 A.直线的最大长度 我国地域辽阔，各地区的地形条件差异非常大，很难统一规定直线的最大长度。 我国在道路设计中参照使用国外的经验值，根据德国和日本的规定：直线的最大长 度（以m计）为20V（V设计速度, 用 km/h 表示）。虽然地域不同、环境不同， 但一般情况下应尽量

41、地避免追求过长的直线指标。 B.直线的最小长度 为了保证行车安全，相邻两曲线之间应具有一定的直线长度。这个直线长度是 指前一曲线的终点 （ 缓直 HZ 或圆直 YZ） 到后一曲线起点 （ 直缓 ZH 或直圆 ZY） 之间的长度。 a.对于同向曲线间的最小直线长度：公路路线设计规范（JTJ011-94） （简称规范）规定同向曲线间的最短直线长度（以m计）以不小于 6V（以km/h 计）为宜，如图3.2.1a）所示。另外，对于计算行车速度 V40km/h的山岭重丘区公路的特殊困难地段，可以适当放宽。 b.对于反向曲线间的最小直线长度：规范规定反向曲线间最小直线长度 （以m计）以不小于2V（以km/

42、h 计）为宜，如图3.2.1b）所示。 c.回头曲线间的最小直线长度： 规范规定两回头曲线之间，即一个回头曲线的终点至下一个回头曲线的起 点的距离，最好能满足表3.2.1的要求： 回头曲线间最小直线长度 公路等级直线长度一般值（m）低限值（m） 二级公路 200120 三级公路 150100 四级公路 10080 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 18 (5)圆曲线的运用： 各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车 1 速度相适应，并应尽可能选用较大的圆曲线半径，以提高公路的使用质量。 二级公路设计速度为（80km/h）时设计规范规定极限最小半径为 25

43、0m，一般 2 最小半径为 400m，不设超高最小半径为 25m。 当平曲线小于不设超高最小半径时，应在曲线上设置超高，超高加横坡度按 3 计算行车速度、半径大小、结合路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定，00 此路线超高值应不大于 5%。 平曲线半径不大于 600m 时，应设置超高。 4 (6)圆曲线半径的选用原则: 圆曲线能较好的适应地形的变化，并可以获得圆滑的线形。在与地形、地物等 条件相适应的前提下，宜尽量采用较大曲线半径，以优化线形和改善行车条件。 确定圆曲线半径时，应注意以下几点： 在条件许可时，争取选用不设超高的圆曲线半径。 1 在一般情况下，宜采用极限最小半径的48倍或超高横

44、坡度为（24）%的 2 圆曲线半径。 当地形条件受到限制时，曲线半径应尽量大于或接近于一般最小半径。 3 在自然条件特殊困难或受其它条件严格限制而不得已时，方可采用圆曲线的 4 极限最小半径。 圆曲线的最大半径不宜超过10000m 。 5 (7)缓和曲线的应用： 缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或两个圆曲 线之间的曲率半径逐渐变化的线形。标准规定，除四级公路可不设缓和曲线外， 其余各级公路在其半径小于不设超高的最小半径时都应设置缓和曲线。在高速公路 和城市道路上，缓和曲线均得以广泛的应用。 缓和曲线的作用 1 A. 曲率逐渐变化，便于驾驶操作 当汽车从直线进入圆曲线时

45、，司机应逐渐的改变前轮转向角，使其适应圆曲线 的需要，前轮的转向是在进入圆曲线前的路段范围内逐渐完成的。直线上的曲率半 径为无穷大，曲率为零，而圆曲线上的半径为一定值，曲率为1/R。若两种线形R 径向衔接，则在连接处构成了曲率的突变点，尤其是当半径较小时，这种变化就更 加突然和明显。若汽车高速驶过该点附近，汽车很可能超越原来的车道驶出一条很 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 19 长的过渡性的轨迹线。从安全和易于驾驶的角度出发，非常有必要设置一条曲率逐 渐变化的曲线，以符合汽车的行驶轨迹。 B.离心加速度逐渐变化，消除了离心力突变 汽车行驶在直线段上没有离心力影响，而在圆曲线上需

46、要受到离心力的作用， 并且离心力的大小与曲线的曲率成正比。汽车由直线驶人圆曲或由圆曲线驶入直线， 离心力是突然产生或消失的，这对行车的安全性和舒适性非常不利。离心力从无到 有、从小到大的变化应该是逐渐的，所以应在直线与圆曲线之间或半径不同的两圆 曲线之间设置一条过渡性的曲线以缓和离心加速度的变化。为设置超高和加宽提供 过渡段为了保证线形的顺畅、避免或减少转折的出现，当弯道上需要设置超高或加 宽时，应在缓和曲线内完成超高或加宽的渐变过程，为此缓和曲线的长度应满足设 置超高或加宽缓和段长度的需要。 C.与圆曲线配合得当，美化线形圆曲线与直线径相连接，在连接处曲率突变， 视觉效果差，产生折点和扭曲现

47、象。加设缓和曲线以后，曲率渐变，线形连续圆滑， 增加线形的美观程度。同时，能产生良好的视觉效果和心理感受。直线同半径小于 不设超高最小半径的圆曲线径相连接处，应设置缓和曲线，缓和曲线采用回旋值。 314 平曲线的计算平曲线的计算 ： (1)平曲线 1 的计算 平曲线 1 转角为 1=190844.9，假定平曲线 1 半径 R 为 1200m 缓和曲线长度计算 1 A.按离心加速度的变化率计算 （m）6.315 1200 80 036 . 0 036 . 0 33 (min) R V Ls B.按驾驶员的操作及反应时间计算 （m）7.666 2 . 1 80 2 . 1 (min), V Ls

48、C.按超高渐变率计算 由标准图4.0.3可得：=7.5m；B 由规范表7.5.3查得：；03 . 0 b ii 由规范表7.5.4查得： 。 150 1 p （m）5.733 150 1 03 . 0 .57 (min) p iB Ls D.按视觉条件计算 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 20 （m）3.3133 9 1200 9 (min), R Ls 综合以上各项，取133.33m (min)s L 为使线形连续协调，最终可取=150m s L 曲线要素的计算 2 （m）78 . 0 12002384 135 120024 150 238424 3 42 3 42 R L

49、R L p ss （m）74.9 1200240 150 2 150 2402 2 3 2 3 R LL q ss 83.171200 2 5.119 sec)78 . 0 1200( 2 sec)(RpREh （m）03.527774.9 2 5.119 tan)78 . 0 1200( 2 tan)(qpRTh （m） sh LRL 180 89.95501501200 180 5.119 017.0489.955003.527722 hhh LTJ HY 点的坐标(X。 ，Y。) m R Ls Y m R Ls LsX 25.13 12006 150 6 4.9149 120040 15

50、0 150 40 22 0 2 3 2 3 0 主点桩号计算如下： 3 = K1+306.721277.503= K1+029.218 h TJDZH = K1+029.218+150= K1+179.218 s LZHHY = K1+179.218+)2( sh LLHYYH430.207+K1)150289.9550( = K1+430.207+150= K1+580.207 s LYHHZ = K1+580.207-= K1+304.713 2 h L HZQZ 2 89.9550 = K1+304.713+= K1+306.721（计算无误） 2 h J QZJD 2 17.04 (2

51、)平曲线2的计算0 平曲线 2 的转角为 2= 335433，先假定平曲线 2 的半径 R=760m 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 21 缓和曲线长度计 1 A.按离心加速度的变化率计算 （m）5.224 760 80 036 . 0 036 . 0 33 (min) R V Ls B.按驾驶员的操作及反应时间计算 （m）7.666 2 . 1 80 2 . 1 min, V Ls C.按超高渐变率计算 由标准图4.0.3可得：=7.5m；B 由规范表7.5.3查得：；04 . 0 b ii 由规范表7.5.4查得： 。p 150 1 （m）45 150 1 04 . 0 5

52、 . 7 (min) p iB Ls D.按视觉条件计算 （m）84 9 760 9 min, R Ls 为使线形连续协调，最终可取=200m s L 曲线要素的计算 2 2.19（m） 3 4 2 3 42 7602384 200 76024 200 238424R L R L p ss （m） 4.999 2 760240 3 200 2 200 2 240 3 2 R s L s L q （m）1.33324.999 2 1.933 tan)19 . 2 760( 2 tan)( qpRTh 649.79（m） sh LRL 180 200760 180 1.933 36.49（m）（满

53、足要求） 760 2 1.933 sec)19 . 2 760( 2 sec)(RpREh （m）03.8149.76491.333222 hhh LTJ HY 点的坐标(X。 ，Y。) m R Ls Y m R Ls LsX 7.78 7606 200 6 65.199 76040 200 200 40 22 0 2 3 2 3 0 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 22 主点桩号计算如下： 3 = K2+711.685332.307= K2+379.378 h TJDZH = K2+379.378+200= K2+579.378 s LZHHY = K2+579.378+ K

54、2+829.166)2( sh LLHYYH)2002649.79( = K2+829.166+200= K3+029.166 s LYHHZ =K3+029.166-= K2+704.272 2 h L HZQZ 2 9.7649 = K2+704.272+7.413= K2+711.685（计算无误） 2 h J QZJD (3) 平曲线 3 的计算 平曲线 3 的转角为 3= 324626.2， 假设半径为 780m. 缓和曲线长度计算 1 A.按离心加速度的变化率计算 （m）3.623 780 80 036 . 0 036 . 0 33 (min) R V Ls B.按驾驶员的操作及反

55、应时间计算 （m）7.666 2 . 1 80 2 . 1 min, V Ls C.按超高渐变率计算 由标准图4.0.3可得：=7.5m；B 由规范表7.5.3查得：；04 . 0 b ii 由规范表7.5.4查得： 。 150 1 p （m）45 150 1 04 . 0 .57 (min) p iB Ls D.按视觉条件计算 （m）.786 9 780 9 min, R Ls 为使线形连续协调，最终可取=200m s L 曲线要素的计算 2 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 23 （m）4.12 7802384 200 78024 200 238424 3 42 3 42 R

56、 L R L p ss （m）5.999 780240 200 2 200 2402 2 3 2 3 R LL q ss 329.947（m） 99.95 2 74.732 tan)4.12780( 2 tan)(qpRTh （m） sh LRL 180 646.1704200780 180 74.732 （m）（满足要求）8.535780 2 74.732 sec)4.12780( 2 sec)( RpREh （m）2.713646.1704329.94722 hhh LTJ HY点的坐标(X。 ，Y。) m R Ls Y m R Ls LsX .58 7806 200 6 7.6199 7

57、8040 200 200 40 22 0 2 3 2 3 0 主点桩号计算如下： 3 = K3+626.724329.947= K3+296.777 h TJDZH = K3+296.777+200= K3+496.777 s LZHHY = K3+496.777+（646.1704-2x200）= K3+742.948)2( sh LLHYYH = K3+742.948+200= K3+942.948 s LYHHZ = K3+942.948-= K3+619.863 2 h L HZQZ 2 646.1704 = K3+619.863+= K3+626.724（计算无误） 2 h J QZ

58、JD 2 2.713 32 纵面线形设计：纵面线形设计： 沿着路中线竖向剖切、再行展开即得到了路线的纵断面。路线纵断面一般情况 下是一条在竖向上有起伏的空间线形。 纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然条件 王鹏王鹏 土升土升 092 090714210 24 以及工程经济性等，确定纵面线形的竖向位置与形状， 以便达到行车安全、迅速、 经济与舒适的目的 321 纵断面设计的要求及注意事项纵断面设计的要求及注意事项 (1)纵坡设计的一般要求 纵坡设计必须满足标准中的各项规定与要求。 为保证车辆能以一定速度安全、顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起 1 伏不宜过大和过于

59、频繁。尽量避免采用规范中的极限纵坡值，并留有一定的余 地。 设计应对沿线地形、地质、水文、地下管线、气候和排水等进行综合考虑， 2 并根据需要采取适当的技术措施，以保证道路的稳定与通畅。 一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方及其它工程数量，以降低工程造价和 3 节省用地。 山岭重丘区的纵断面设计应考虑纵向填、挖平衡，尽量使挖方作为就近路段 4 的填方，以减少借方和废方；平原微丘区的纵断面设计应满足最小填土高度的要求， 以保证路基的稳定性。 高速公路和一级公路，应考虑通道、农田水利等方面的要求；低等级公路， 5 应注意考虑民间运输、农业机械等方面的要求。 (2)最大纵坡 概念 1 最大纵坡是指在纵

60、坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。 它是道路纵断面设计的重要控制指标。在山岭重丘区，它直接影响着路线的长 短、线形的好坏、道路使用的质量、工程数量和运输成本等。 最大纵坡的影响因素 2 各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件、车辆 行驶的安全性、以及工程经济与运营经济等因素，通过全面考虑，综合分析而确定 的. 各级公路最大纵坡的规定见表所4.2.1示 表 4.2.1 各级公路最大纵坡 设计速度（km/h） 1201008060403020 最大纵坡（%） 3456789 山 东 交 通 学 院 毕 业 设 计 论 文 25 (3)最小纵坡 挖方路段以及其它横向排水不